
(23-24高二下·四川·期中)某物理兴趣小组利用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系:
(1)关于变压器,下列说法正确的是
A.变压器工作时副线圈交流电的频率与原线圈交流电的频率相等
B.使用多用电表测副线圈电压时,应选用“直流电压挡”
C.测量电压时,先用最大量程挡试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D.因为实验所用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱等检查电路
(2)考虑变压器工作时有能量损失,实验测得的原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比之间的关系为
(选填“>”、“=”或者“<”)。
(3)如图丙所示,一理想变压器原线圈中接有阻值为R0的定值电阻,副线圈中接有一可变电阻R
,原线圈一侧接在电压为12V(有效值)的正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现,当R
时,可变电阻上消耗的电功率最大,该变压器原、副线圈的匝数比为 ,可变电阻上消耗的最大电功率为 W。
【答案】(1)AC
(2)>
(3) 3:2 4
【知识点】变压器原理与结构、理想变压器两端电压与匝数的关系、变压器两端电路的动态分析
【详解】(1)A.根据变压器的改装原理可知,变压器工作时只是改变电压,不改变频率,故A错误;
B.变压器的原线圈接低压交流电,测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量,故B错误;
C.测量副线圈电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量,防止烧坏电压表,故C正确;
D.虽然实验所用电压较低,但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路,这样可减小实验误差,避免发生危险,故D错误。
故选AC。
(2)根据变压器原理可知,原副线圈两端电压之比等于原副线圈匝数之比,即变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比,实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损,导致变压器的铁芯损失一部分能量,所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值,所以原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。
(3)[1][2]把变压器和R等效为一个电阻R1,R0当作电源内阻,电源的输出功率
当时,即内外电阻相等时,输出功率最大,即可变电阻上消耗的电功率最大,根据
得
由
可得
解得该变压器原、副线圈的匝数比为
可变电阻上消耗的最大电功率为
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